CN111531536B - 机器人控制方法、机器人、电子设备和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种机器人控制方法、机器人、电子设备和可读存储介质。机器人控制方法包括：基于至少一个传感器获取目标对象相对地面的平面数据；根据平面数据确定目标对象的边界线，并根据边界线到机器人的距离按预设顺序连续地依次获取边界线上各点的坐标；根据边界线上各点的坐标将边界线划分为至少一个子线段；分别对至少一个子线段进行偏移以获得至少一个路径段；和将至少一个路径段融合生成机器人的移动路径。本申请通过目标对象相对地面的平面数据确定边界线，对不同的子线段分别进行偏移，使得平移后的子线段可以与目标对象保持较佳的距离，最后将偏移后的子线段进行融合形成连续的移动路径以便机器人尽可能的贴近目标对象。

Description

机器人控制方法、机器人、电子设备和可读存储介质

技术领域

本申请涉及机器人智能控制技术领域，更具体而言，涉及一种机器人控制方法、机器人、电子设备和可读存储介质。

背景技术

相关技术中，随着自动化技术和人工智能的发展，智能清扫机器人的需求越来越广泛，为了能够实现更多的上层应用来满足人们的生产生活需求，贴墙清扫功能就成为了智能清扫机器人必不可少的一环。然而，生成一条尽可能贴近墙面并且安全合理的路径，就成为衡量一个智能清扫机器人是否安全可靠，智能高效的一项关键指标。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提供一种用于控制机器人沿目标对象的边缘移动的机器人控制方法，能够实现紧靠目标对象进行路径规划，生成安全合理的移动路径。

本发明的另一个目的在于提供一种实现紧靠目标对象进行路径规划以辅助进行任务作业的机器人、电子设备和可读存储介质。

为达到上述目的，本申请实施方式提供一种机器人控制方法，机器人控制方法包括：基于至少一个传感器获取目标对象相对地面的平面数据；根据所述平面数据确定所述目标对象的边界线，并根据所述边界线到所述机器人的距离按预设顺序连续地依次获取所述边界线上各点的坐标；根据所述边界线上各点的坐标将所述边界线划分为至少一个子线段；分别对至少一个所述子线段进行偏移以获得至少一个路径段；和将至少一个所述路径段融合生成所述机器人的移动路径。

本申请实施方式的机器人控制方法中，通过目标对象相对地面的平面数据确定边界线，然后通过边界线划分，对不同的子线段分别进行偏移，使得平移后的子线段可以与目标对象保持较佳的距离，最后将偏移后的子线段进行融合形成连续的移动路径，在保障机器人安全运动的情况下，尽可能的贴近目标对象，辅助实现机器人清扫等任务。

在某些实施方式中，所述根据所述边界线上各点的坐标将所述边界线划分为至少一个子线段的步骤包括：根据所述边界线上各点的坐标计算所述边界线上每个点的方向角；确定所述边界线上相邻两个点之间的方向角差值大于角度阈值时所述相邻两个点之中的后一点为拐点；和根据所述拐点将所述边界线划分为至少一个所述子线段。如此，根据边界线上各点与相邻点之间的坐标可以实现方向角的计算，而方向角可以体现边界线的走向，方向角变化较大时，可以根据方向角的变化确定边界线的拐点从而对边界线进行划分，保证边界线划分的准确性。

在某些实施方式中，所述子线段包括直线段和弧线段，所述根据所述拐点将所述边界线划分为至少一个所述子线段的步骤包括：根据当前拐点的坐标和方向角以及与所述当前拐点相邻的所述边界线上下一点的坐标和方向角计算所述当前拐点的曲率半径；在当前拐点的曲率半径大于曲率半径阈值的情况下，确定所述边界线上所述当前拐点与下一拐点之间的线段为所述直线段；或在当前拐点的曲率半径不大于曲率半径阈值的情况下，确定所述边界线上所述当前拐点与下一拐点之间的线段为所述弧线段。可以理解，相邻两个拐点之间可以划分为一个子线段，对于直线段而言，前一个拐点的曲率较小，而对于弧线段而言，前一个拐点的曲率较大，如此，根据曲率半径可以划分直线段和弧线段。

在某些实施方式中，所述分别对至少一个所述子线段进行偏移以获得至少一个路径段的步骤包括：确定偏移方向和偏移距离；根据所述直线段两端拐点的方向角、所述偏移方向和所述偏移距离计算所述拐点的偏移量，并根据所述直线段两端拐点的坐标和所述偏移量对所述直线段进行偏移以获得所述路径段；和/或根据所述弧线段两端拐点的坐标和方向角确定过所述弧线段两端拐点的圆的圆心和半径，并根据过所述弧线段两端拐点的圆的圆心和半径、所述偏移方向和所述偏移距离对所述弧线段进行偏移以获得所述路径段。如此，对边界线的直线段和弧线段分别进行偏移，使得机器人的移动路径尽可能的贴近墙面。

在某些实施方式中，所述路径段为多个，所述将至少一个所述路径段融合生成所述机器人的移动路径的步骤包括：判断相邻两个所述路径段之间是否存在交点；在相邻两个所述路径段之间存在交点的情况下，对相邻两个所述路径段进行裁剪处理以将相邻两个所述路径段融合；或在相邻两个所述路径段之间不存在交点的情况下，对相邻两个所述路径段进行圆弧拼接处理以将相邻两个所述路径段融合。在多个路径段的情况下，由于各个路径段分别进行不同的偏移，偏移后各路径段可能存在不连续的部分，如此，可以通过裁剪和拼接处理以便获得平滑连续的移动路径。

在某些实施方式中，所述对相邻两个所述路径段进行裁剪处理以将相邻两个所述路径段融合的步骤包括：根据所述交点的位置按所述预设顺序将相邻两个所述路径段均划分为前半段和后半段；和裁剪掉前一所述路径段的后半段和后一所述路径段的前半段以将相邻两个所述路径段融合。根据交点位置裁剪掉多余的部分，以便机器人沿路径线移动。

在某些实施方式中，所述对相邻两个所述路径段进行圆弧拼接处理以将所述路径段融合的步骤包括：确定偏移方向和偏移距离；和根据偏移方向以相邻两个所述路径段对应子线段的交点为圆心、所述偏移距离为半径做与相邻两个所述路径段相交的圆弧以将相邻两个所述路径段融合。通过圆弧拼接使得多个路径段中不连续的部分可以平滑连接，以便机器人沿路径线移动。

本申请实施方式提供一种机器人，机器人包括获取模块、确定模块、划分模块、处理模块和融合模块，所述获取模块用于基于至少一个传感器获取目标对象相对地面的平面数据；所述确定模块用于根据所述平面数据确定所述目标对象的边界线，并根据所述边界线到所述机器人的距离按预设顺序连续地依次获取所述边界线上各点的坐标；所述划分模块用于根据所述边界线上各点的坐标将所述边界线划分为至少一个子线段；所述处理模块用于分别对至少一个所述子线段进行偏移以获得至少一个路径段；和所述融合模块用于将至少一个所述路径段融合生成所述机器人的移动路径。

本申请实施方式的机器人通过目标对象相对地面的平面数据确定边界线，然后通过边界线划分，对不同的子线段分别进行偏移，使得平移后的子线段可以与目标对象保持较佳的距离，最后将偏移后的子线段进行融合形成连续的移动路径，在保障机器人安全运动的情况下，尽可能的贴近目标对象，辅助实现机器人清扫等任务。

在某些实施方式中，所述划分模块包括计算单元、第一确定单元和划分单元；所述计算单元用于根据所述边界线上各点的坐标计算所述边界线上每个点的方向角；所述第一确定单元用于确定所述边界线上相邻两个点之间的方向角差值大于角度阈值时所述相邻两个点之中的后一点为拐点；和所述划分单元用于根据所述拐点将所述边界线划分为至少一个所述子线段。如此，根据边界线上各点与相邻点之间的坐标可以实现方向角的计算，而方向角可以体现边界线的走向，方向角变化较大时，可以根据方向角的变化确定边界线的拐点从而对边界线进行划分，保证边界线划分的准确性。

在某些实施方式中，所述子线段包括直线段和弧线段，所述划分单元包括计算子单元和确定子单元，所述计算子单元用于根据当前拐点的坐标和方向角以及与所述当前拐点相邻的所述边界线上下一点的坐标和方向角计算所述当前拐点的曲率半径；所述确定子单元用于在当前拐点的曲率半径大于曲率半径阈值的情况下，确定所述边界线上所述当前拐点与下一拐点之间的线段为所述直线段；或用于在当前拐点的曲率半径不大于曲率半径阈值的情况下，确定所述边界线上所述当前拐点与下一拐点之间的线段为所述弧线段。如此，根据边界线上各点与相邻点之间的坐标可以实现方向角的计算，而方向角可以体现边界线的走向，方向角变化较大时，可以根据方向角的变化确定边界线的拐点从而对边界线进行划分，保证边界线划分的准确性。

在某些实施方式中，所述处理模块包括第二确定单元和处理单元，所述第二确定单元用于第二确定单元，所述处理单元用于根据所述直线段两端拐点的方向角、所述偏移方向和所述偏移距离计算所述拐点的偏移量，并根据所述直线段两端拐点的坐标和所述偏移量对所述直线段进行偏移以获得所述路径段；和/或用于根据所述弧线段两端拐点的坐标和方向角确定过所述弧线段两端拐点的圆的圆心和半径，并根据过所述弧线段两端拐点的圆的圆心和半径、所述偏移方向和所述偏移距离对所述弧线段进行偏移以获得所述路径段。如此，对边界线的直线段和弧线段分别进行偏移，使得机器人的移动路径尽可能的贴近墙面。

在某些实施方式中，所述路径段为多个，所述融合模块包括判断单元、裁剪单元和拼接单元，所述判断单元用于判断相邻两个所述路径段之间是否存在交点；所述裁剪单元用于在相邻两个所述路径段之间存在交点的情况下，对相邻两个所述路径段进行裁剪处理以将相邻两个所述路径段融合；所述拼接单元用于在相邻两个所述路径段之间不存在交点的情况下，对相邻两个所述路径段进行圆弧拼接处理以将相邻两个所述路径段融合。在多个路径段的情况下，由于各个路径段分别进行不同的偏移，偏移后各路径段可能存在不连续的部分，如此，可以通过裁剪和拼接处理以便获得平滑连续的移动路径。

在某些实施方式中，所述裁剪单元用于根据所述交点的位置按所述预设顺序将相邻两个所述路径段均划分为前半段和后半段，以及用于裁剪掉前一所述路径段的后半段和后一所述路径段的前半段以将相邻两个所述路径段融合。根据交点位置裁剪掉多余的部分，以便机器人沿路径线移动。

在某些实施方式中，所述拼接单元用于确定偏移方向和偏移距离，及用于根据偏移方向以相邻两个所述路径段对应子线段的交点为圆心、所述偏移距离为半径做与相邻两个所述路径段相交的圆弧以将相邻两个所述路径段融合。通过圆弧拼接使得多个路径段中不连续的部分可以平滑连接，以便机器人沿路径线移动。

本申请实施方式提供一种电子设备，电子设备包括处理器、可读存储介质及存储在所述可读存储介质上并可在所述处理器上运行的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述任一实施方式所述的机器人控制方法。

本申请实施方式的电子设备通过处理器执行计算机可执行指令，通过目标对象相对地面的平面数据确定边界线，然后通过边界线划分，对不同的子线段分别进行偏移，使得平移后的子线段可以与目标对象保持较佳的距离，最后将偏移后的子线段进行融合形成连续的移动路径，在保障机器人安全运动的情况下，尽可能的贴近目标对象，辅助实现机器人清扫等任务。

本申请实施方式提供一种非易失性计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括计算机可执行指令，当计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，使得处理器执行上述实施方式的机器人控制方法。

本申请实施方式的可读存储介质中，电子设备可以通过处理器可读存储介质存储的执行计算机可执行指令，从而通过目标对象相对地面的平面数据确定边界线，然后通过边界线划分，对不同的子线段分别进行偏移，使得平移后的子线段可以与目标对象保持较佳的距离，最后将偏移后的子线段进行融合形成连续的移动路径，在保障机器人安全运动的情况下，尽可能的贴近目标对象，辅助实现机器人清扫等任务。

本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实施方式的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施方式的机器人控制方法的流程示意图。

图2是本申请实施方式的机器人模块示意图。

图3是本申请实施方式的机器人控制方法的另一流程示意图。

图4是本申请实施方式的机器人控制方法的再一流程示意图。

图5是本申请实施方式的目标对象的边界线示意图。

图6是本申请实施方式的机器人控制方法的再一流程示意图。

图7是本申请实施方式的机器人控制方法的再一流程示意图。

图8是本申请实施方式的直线段的偏移示意图。

图9是本申请实施方式的弧线段的偏移示意图。

图10是本申请实施方式的机器人控制方法的再一流程示意图。

图11是本申请实施方式的机器人控制方法的再一流程示意图。

图12是本申请实施方式的路径段裁剪示意图。

图13是本申请实施方式的机器人控制方法的再一流程示意图。

图14是本申请实施方式的路径段的圆弧拼接示意图。

图15是本申请实施方式的机器人应用场景示意图。

图16是本申请实施方式的电子设备的模块示意图。

图17是本申请实施方式的电子设备的另一模块示意图。

主要元件符号说明：

机器人10、获取模块11、确定模块12、划分模块13、计算单元132、第一确定单元134、划分单元136、计算子单元1362、确定子单元1364、处理模块14、第二确定单元142、处理单元144、融合模块15、判断单元152、裁剪单元154、拼接单元156、终端设备20、服务器30、电子设备40、处理器42、可读存储介质44、计算机可执行指令442。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

请参阅图1和图2，本申请实施方式的机器人控制方法用于实现紧靠目标对象进行路径规划以生成安全合理的移动路径，保证机器人10沿目标对象的边缘移动安全可靠。机器人10包括但不限于扫地机器人、运输机器人、巡逻机器人等可移动机器人。在本申请的实施方式中以扫地机器人10为例进行描述。

在某些实施方式中，机器人控制方法包括：

步骤S1，基于至少一个传感器获取目标对象相对地面的平面数据；

步骤S2，根据平面数据确定目标对象的边界线，并根据边界线到机器人10的距离按预设顺序连续地依次获取边界线上各点的坐标；

步骤S3，根据边界线上各点的坐标将边界线划分为至少一个子线段；

步骤S4，分别对至少一个子线段进行偏移以获得至少一个路径段；和

步骤S5，将至少一个路径段融合生成机器人10的移动路径。

具体地，机器人10可以包括获取模块11、确定模块12、确定模块12、处理模块14和融合模块15，步骤S1可以由获取模块11实现，步骤S2可以由确定模块12实现，步骤S3可以由确定模块12实现，步骤S4可以由处理模块14实现，以及步骤S5可以由融合模块15实现。也即是说，获取模块11可以用于基于至少一个传感器获取目标对象相对地面的平面数据。确定模块12可以用于根据平面数据确定目标对象的边界线，并根据边界线到机器人10的距离按预设顺序连续地依次获取边界线上各点的坐标。确定模块12可以用于根据边界线上各点的坐标将边界线划分为至少一个子线段。处理模块14可以用于分别对至少一个子线段进行偏移以获得至少一个路径段。融合模块15可以用于将至少一个路径段融合生成机器人10的移动路径。

本申请实施方式的机器人10和机器人控制方法中，通过目标对象相对地面的平面数据确定边界线，然后通过边界线划分，对不同的子线段分别进行偏移，使得平移后的子线段可以与目标对象保持较佳的距离，最后将偏移后的子线段进行融合形成连续的移动路径，在保障机器人10安全运动的情况下，尽可能的贴近目标对象，辅助实现机器人10清扫等任务。

在某些实施方式中，目标对象可以是墙面、家具、阶梯、栅栏等相对地面固定的物体。步骤S1获取目标对象相对地面的平面数据可以是获取目标对象与地面相接的平面数据。在其他例子中，机器人10可以具有一定的高度，为避免机器人10与目标对象发生碰撞，获取目标对象相对地面的平面数据还可以是目标对象的三维轮廓在一定高度范围内相对地面的投影。

如此，根据目标对象相对地面的平面数据可以确定机器人10紧贴目标对象移动时，机器人10需要避免碰撞的边界，即目标对象的边界线。

进一步地，机器人10可以通过视觉传感器获取目标对象的平面数据。

具体地，机器人10可以通定位获取到机器人10在地图中的坐标，例如，获取机器人10在世界坐标系中的坐标。并根据目标对象的边界线与机器人10的相对位置，根据坐标变换确定边界线在地图中的位置，例如确定边界线在世界坐标系中的坐标。

在某些实施方式中，预设顺序可以是距离机器人10从近到远的顺序。如此，可以得到边界线上距离机器人10由近到远且带有顺序的点的集合。

可以理解，机器人10紧贴目标对象移动时，可以是由当前位置紧贴边界线的从近到远移动。获取距离机器人10由近到远带有顺序的边界线上的点，符合机器人10的移动趋势，方便机器人10移动路径的规划。

当然，在其他实施方式中，预设顺序可以不限于距离机器人10从近到远的顺序，而可以根据实际需要选择距离机器人10从远到近的顺序，在此不做具体限定。

需要说明的是，连续地依次获取边界线上各点的坐标可以使得获取的相邻两个点之间的距离小于设定值。具体地，机器人10可以先获取边界线上距离机器人10最近的点作为起始点，然后根据起始点沿边界线延伸的方向寻找距离起始点小于设定值的第二点，在根据第二点沿边界线延伸的方向寻找距离第二点小于设定值的第三点，直到获取边界线上所有的点的坐标，从而得到带有顺序的边界线上的点的集合。

在某些实施方式中，设定值的大小可以根据机器人10的参数进行设定，例如，根据机器人10的类型、尺寸大小、移动速度进行设定。

在一个例子中，设定值可以是0.1cm到10cm之间的任意数值，例如，设定值可以是0.1cm、0.5cm、1cm、5cm或10cm等。一般地小型机器人10设定值可以取0.5cm，采用合适的设定值可以在保证边界线精度的同时，避免精度过小而需要大量的计算资源，从而有利于机器人10高效地进行任务作业。

请参阅图3至图5，在某些实施方式中，步骤S3包括：

步骤S32，根据边界线上各点的坐标计算边界线上每个点的方向角；

步骤S34，确定边界线上相邻两个点之间的方向角差值大于角度阈值时相邻两个点之中的后一点为拐点；和

步骤S36，根据拐点将边界线划分为至少一个子线段。

具体地，确定模块12包括计算单元132、第一确定单元134和划分单元136，步骤S32可以由计算单元132实现，步骤S34可以由第一确定单元134实现，步骤S36可以由划分单元136实现。也即是说，计算单元132可以用于根据边界线上各点的坐标计算边界线上每个点的方向角。第一确定单元134用于确定边界线上相邻两个点之间的方向角差值大于角度阈值时相邻两个点之中的后一点为拐点。划分单元136用于根据拐点将边界线划分为至少一个子线段。

如此，根据边界线上各点与相邻点之间的坐标可以实现方向角的计算，而方向角可以体现边界线的走向，方向角变化较大时，可以根据方向角的变化确定边界线的拐点从而对边界线进行划分，保证边界线划分的准确性。

请参阅图4，在某些实施方式中，步骤S32包括：

步骤S322，按照顺序获取边界线上相邻两个点的坐标；和

步骤S324，根据边界线上相邻两个点的坐标通过三角函数计算相邻两个点中前一个点的方向角。

具体地，步骤S322和步骤S324可以由计算单元132实现。也即是说，计算单元132可以用于按照顺序获取边界线上相邻两个点的坐标，以及用于根据边界线上相邻两个点的坐标通过三角函数计算相邻两个点中前一个点的方向角。

例如，计算单元132可以先获取边界线上相邻两个点的坐标A(x1，y1)和B(x2，y2)，然后根据θ_A＝arctan(y1-y2/x1-x2)计算得到点A的方向角。其中，方向角的取值范围为[-π，π]。计算好点A的方向角后，计算单元132可以再获取边界线上相邻两个点的坐标B(x2，y2)和C(x3，y3)，根据θ_B＝arctan(y2-y3/x2-x3)计算得到点B的方向角。如此，依次获取边界线上相邻两个点的坐标可以结合三角函数计算得到边界线上各个点的方向角。

在某些实施方式中，步骤S34通过边界线上相邻两个点的的方向角不同时，说明边界线在这相邻两个点中的后一个点处出现拐点，例如点A的方向角和点B的方向角不同时，说明点A和点B的连线与点B和点C的连线不在同一直线上，即点B为拐点。角度阈值可以根据实际需要进行设置，可以理解，相邻两个点之间的方向角差值不大于角度阈值时，可以认为边界线在这相邻两个点不存在拐点。在一个例子中，角度阈值可以不大于10度，例如，角度阈值可以是0度、1度、3度、5度或10度等。一般地对于小型机器人10，角度阈值可以取3度。

在某些实施方式中，可以将拐点的坐标和方向角存入数组。

如此，可以方便对边界线划分，有利于后续对子线段的偏移。

请参阅图6，在某些实施方式中，子线段包括直线段和弧线段，步骤S36包括：

步骤S362，根据当前拐点的坐标和方向角以及与当前拐点相邻的边界线上下一点的坐标和方向角计算当前拐点的曲率半径；

步骤S364，在当前拐点的曲率半径大于曲率半径阈值的情况下，确定边界线上当前拐点与下一拐点之间的线段为直线段；或

步骤S366，在当前拐点的曲率半径不大于曲率半径阈值的情况下，确定边界线上当前拐点与下一拐点之间的线段为弧线段。

具体地，划分单元136包括计算子单元1362和确定子单元1364，步骤S362可以由计算子单元1362实现，步骤S364和步骤S366可以由确定子单元1364实现。也即是说，计算子单元1362可以用于根据当前拐点的坐标和方向角以及与当前拐点相邻的边界线上下一点的坐标和方向角计算当前拐点的曲率半径；确定子单元1364用于在当前拐点的曲率半径大于曲率半径阈值的情况下，确定边界线上当前拐点与下一拐点之间的线段为直线段；或用于在当前拐点的曲率半径不大于曲率半径阈值的情况下，确定边界线上当前拐点与下一拐点之间的线段为弧线段。

可以理解，相邻两个拐点之间可以划分为一个子线段，对于直线段而言，前一个拐点的曲率较小，而对于弧线段而言，前一个拐点的曲率较大，如此，根据曲率半径可以划分直线段和弧线段。

例如，边界线上的点B(x2，y2)为拐点时，计算子单元1362可以根据点B(x2，y2)的坐标和方向角和边界线上下一点C(x3，y3)的坐标和方向角计算点B(x2，y2)的曲率半径。其中，曲率半径为曲率的倒数，曲率＝两点的角度差/两点的距离。在其他例子中，从解析几何上面处理，根据点B和点C的坐标和方向角，计算得到过点B和点C的圆的圆心和半径。

需要说明的是，边界线上点的曲率表示曲线偏离这个点的切线的程度，曲率为零时，表示该点与后一个点在直线上。边界线上点的曲率不为零时，曲率半径越大，该点与后一个点所在的曲线越接近直线。如此，根据当前拐点的曲率半径是否大于曲率半径阈值可以确定当前拐点与下一拐点之间是否是直线，从而将边界线划分为直线段和弧线段。

请参阅图7至图9，在某些实施方式中，步骤S4包括：

步骤S42，确定偏移方向和偏移距离；

步骤S44，根据直线段两端拐点的方向角、偏移方向和偏移距离计算拐点的偏移量，并根据直线段两端拐点的坐标和偏移量对直线段进行偏移以获得路径段；和/或

步骤S46，根据弧线段两端拐点的坐标和方向角确定过弧线段两端拐点的圆的圆心和半径，并根据过弧线段两端拐点的圆的圆心和半径、偏移方向和偏移距离对弧线段进行偏移以获得路径段。

具体地，处理模块14包括第二确定单元142和处理单元144，步骤S42可以由第二确定单元142实现，步骤S44和步骤S46可以由处理单元144实现。也即是说，第二确定单元142可以用于确定偏移方向和偏移距离。处理单元144可以用于根据直线段两端拐点的方向角、偏移方向和偏移距离计算拐点的偏移量，并根据直线段两端拐点的坐标和偏移量对直线段进行偏移以获得路径段；和/或用于根据弧线段两端拐点的坐标和方向角确定过弧线段两端拐点的圆的圆心和半径，并根据过弧线段两端拐点的圆的圆心和半径、偏移方向和偏移距离对弧线段进行偏移以获得路径段。

如此，对边界线的直线段和弧线段分别进行偏移，使得机器人10的移动路径尽可能的贴近墙面。

在步骤S42中，偏移方向可以是远离目标对象的方向。偏移距离可以根据机器人10自身模型的尺寸大小确定，例如，第二确定单元142可以通过机器人10实际最宽尺寸获取机器人10半径，结合偏移方向生成带正负的偏移距离offset。

如图8所示，在步骤S44中，对于直线段而言，可以根据直线段上个点的方向角确定偏移方向，例如，偏移方向可以是与直线段上个点的方向角相差90度且远离目标对象的方向。根据偏移方向可以确定偏移距离的正负。然后分别计算出X轴和Y轴的单独偏移量，X轴的偏移量＝offset(总偏移量)×cos(theta)，Y轴的偏移量＝offset(总偏移量)×sin(theta)。偏移后点的x位置＝当前x的位置+X轴的偏移量，偏移后点的y位置＝当前y的位置+Y轴的偏移量。根据上述方法可以计算出偏移后与直线段对应的路径段的点的坐标。

如图9所示，在步骤S46中，对于弧线段而言，弧线段两端的拐点之间的部分为弧线，偏移时可以根据做同心圆的方式对弧线段进行偏移。偏移方向可以是远离目标对象的方向，如此，若两个拐点的方向角变化趋势为向远离目标对象的方向时，偏移距离offset可以是正值；若两个拐点的方向角变化趋势为向目标对象内部的方向时，偏移距离offset可以是负值。此时，通过计算对应过弧线段两端拐点的圆的原始半径和圆心O，以该圆心O做半径为原始半径-offset的同心圆对弧线段进行偏移。对于弧线PQ偏移后的路径段NM，两端点N和M满足OPN在一条直线上且OQM在一条直线上。

本申请实施方式的机器人10可以通过传感器感知到的目标对象以及机器人10自身模型的尺寸大小来进行对墙面的分段偏移。

请参阅图10，在某些实施方式中，路径段为多个，步骤S5包括：

步骤S52，判断相邻两个路径段之间是否存在交点；

步骤S54，在相邻两个路径段之间存在交点的情况下，对相邻两个路径段进行裁剪处理以将相邻两个路径段融合；或

步骤S56，在相邻两个路径段之间不存在交点的情况下，对相邻两个路径段进行圆弧拼接处理以将相邻两个路径段融合。

具体地，融合模块15包括判断单元152、裁剪单元154和拼接单元156，步骤S52可以由判断单元152实现，步骤S54可以由裁剪单元154实现，步骤S56可以由裁剪单元154实现。也即是说，判断单元152可以用于判断相邻两个路径段之间是否存在交点。裁剪单元154可以用于在相邻两个路径段之间存在交点的情况下，对相邻两个路径段进行裁剪处理以将相邻两个路径段融合。拼接单元156可以用于在相邻两个路径段之间不存在交点的情况下，对相邻两个路径段进行圆弧拼接处理以将相邻两个路径段融合。

在多个路径段的情况下，由于各个路径段分别进行不同的偏移，偏移后各路径段可能存在不连续的部分，如此，可以通过裁剪和拼接处理以便获得平滑连续的移动路径。

请参阅图11和图12，在某些实施方式中，步骤S54包括：

步骤S542，根据交点的位置按预设顺序将相邻两个路径段均划分为前半段和后半段；和

步骤S544，裁剪掉前一路径段的后半段和后一路径段的前半段以将相邻两个路径段融合。

具体地，步骤S542和步骤S544可以由裁剪单元154实现。也即是说，裁剪单元154可以用于根据交点的位置按预设顺序将相邻两个路径段均划分为前半段和后半段，以及用于裁剪掉前一路径段的后半段和后一路径段的前半段以将相邻两个路径段融合。

如此，根据交点位置裁剪掉多余的部分，以便机器人10沿路径线移动。

请参阅图13和图14，在某些实施方式中，步骤S56包括：

步骤S562，确定偏移方向和偏移距离；和

步骤S564，根据偏移方向以相邻两个路径段对应子线段的交点为圆心、偏移距离为半径做与相邻两个路径段相交的圆弧以将相邻两个路径段融合。

具体地，步骤S562和步骤S564可以由拼接单元156实现。也即是说，拼接单元156可以用于确定偏移方向和偏移距离，以及用于根据偏移方向以相邻两个路径段对应子线段的交点为圆心、偏移距离为半径做与相邻两个路径段相交的圆弧以将相邻两个路径段融合。

如此，通过圆弧拼接使得多个路径段中不连续的部分可以平滑连接，以便机器人10沿路径线移动。

上述实施方式的机器人控制方法可以由机器人10单独实现。当然，在其他实施方式中，请参阅图15，机器人10还可以将目标对象的平面数据传输至移动终端设备20和/或服务器30内，由终端设备20和/或服务器30实现本申请的机器人控制方法并对机器人10紧贴目标对象的路径进行规划，将生成的移动路径传输至机器人10，同样可以保证机器人10能够安全可靠地执行相应的任务作业。

在某些实施方式中，机器人10、终端设备20和/或服务器30可以通过有线和/或无线通信连接，从而指导机器人10进行移动。其中，无线网络通信连接包括但不限于WiFi、蓝牙(Bluetooth)、紫蜂(Zigbee)、窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-Iot)等无线通信方式。

请参阅图16，本申请实施方式提供的电子设备40包括处理器42、可读存储介质44及存储在可读存储介质44上并可在处理器42上运行的计算机可执行指令442，计算机可执行指令442被处理器42执行时，使得处理器42执行上述任一实施方式的机器人控制方法。

在一个例子中，计算机可执行指令442被处理器42执行时，使得处理器42执行以下步骤：

步骤S1，基于至少一个传感器获取目标对象相对地面的平面数据；

步骤S2，根据平面数据确定目标对象的边界线，并根据边界线到机器人10的距离按预设顺序连续地依次获取边界线上各点的坐标；

步骤S3，根据边界线上各点的坐标将边界线划分为至少一个子线段；

步骤S4，分别对至少一个子线段进行偏移以获得至少一个路径段；和

步骤S5，将至少一个路径段融合生成机器人10的移动路径。

本申请实施方式的电子设备40通过处理器42执行计算机可执行指令442，通过目标对象相对地面的平面数据确定边界线，然后通过边界线划分，对不同的子线段分别进行偏移，使得平移后的子线段可以与目标对象保持较佳的距离，最后将偏移后的子线段进行融合形成连续的移动路径，在保障机器人10安全运动的情况下，尽可能的贴近目标对象，辅助实现机器人10清扫等任务。

本申请实施方式还提供了一种非易失性计算机可读存储介质44，可读存储介质44包括计算机可执行指令442，当计算机可执行指令442被一个或多个处理器42执行时，使得处理器42执行上述任一实施方式的机器人控制方法。

请参阅图17，一个或多个处理器42可以通过总线耦合至可读存储介质44，可读存储介质44存储有计算机可执行指令442，通过处理器42处理上述指令以执行本申请实施方式的机器人控制方法，尽可能的贴近目标对象生成移动路径。电子设备40还可以通过通信模块连接至网络以实现与机器人10、服务器30和/或终端设备20的通信连接，以及通过输入/输出接口连接至输入/输出装置，采集环境信息或输出控制状态信号。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”或“一个例子”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种机器人控制方法，其特征在于，包括：

基于至少一个传感器获取目标对象相对地面的平面数据，所述目标对象相对地面的平面数据为所述目标对象的三维轮廓在一定高度范围内相对地面的投影；

根据所述平面数据确定所述目标对象的边界线，并根据所述边界线到所述机器人的距离按预设顺序连续地依次获取所述边界线上各点的坐标；

根据所述边界线上各点的坐标将所述边界线划分为至少一个子线段；

分别对至少一个所述子线段进行偏移以获得至少一个路径段；

将至少一个所述路径段融合生成所述机器人的移动路径；

所述根据所述边界线上各点的坐标将所述边界线划分为至少一个子线段的步骤包括：

根据所述边界线上各点的坐标计算所述边界线上每个点的方向角；

确定所述边界线上相邻两个点之间的方向角差值大于角度阈值时所述相邻两个点之中的后一点为拐点；和

根据所述拐点将所述边界线划分为至少一个所述子线段。

2.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述子线段包括直线段和弧线段，所述根据所述拐点将所述边界线划分为至少一个所述子线段的步骤包括：

根据当前拐点的坐标和方向角以及与所述当前拐点相邻的所述边界线上下一点的坐标和方向角计算所述当前拐点的曲率半径；

在当前拐点的曲率半径大于曲率半径阈值的情况下，确定所述边界线上所述当前拐点与下一拐点之间的线段为所述直线段；或

在当前拐点的曲率半径不大于曲率半径阈值的情况下，确定所述边界线上所述当前拐点与下一拐点之间的线段为所述弧线段。

3.根据权利要求2所述的机器人控制方法，其特征在于，所述分别对至少一个所述子线段进行偏移以获得至少一个路径段的步骤包括：

确定偏移方向和偏移距离；

根据所述直线段两端拐点的方向角、所述偏移方向和所述偏移距离计算所述拐点的偏移量，并根据所述直线段两端拐点的坐标和所述偏移量对所述直线段进行偏移以获得所述路径段；和/或

根据所述弧线段两端拐点的坐标和方向角确定过所述弧线段两端拐点的圆的圆心和半径，并根据过所述弧线段两端拐点的圆的圆心和半径、所述偏移方向和所述偏移距离对所述弧线段进行偏移以获得所述路径段。

4.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述路径段为多个，所述将至少一个所述路径段融合生成所述机器人的移动路径的步骤包括：

判断相邻两个所述路径段之间是否存在交点；

在相邻两个所述路径段之间存在交点的情况下，对相邻两个所述路径段进行裁剪处理以将相邻两个所述路径段融合；或

在相邻两个所述路径段之间不存在交点的情况下，对相邻两个所述路径段进行圆弧拼接处理以将相邻两个所述路径段融合。

5.根据权利要求4所述的机器人控制方法，其特征在于，所述对相邻两个所述路径段进行裁剪处理以将相邻两个所述路径段融合的步骤包括：

根据所述交点的位置按所述预设顺序将相邻两个所述路径段均划分为前半段和后半段；和

裁剪掉前一所述路径段的后半段和后一所述路径段的前半段以将相邻两个所述路径段融合。

6.根据权利要求4所述的机器人控制方法，其特征在于，所述对相邻两个所述路径段进行圆弧拼接处理以将所述路径段融合的步骤包括：

确定偏移方向和偏移距离；和

根据偏移方向以相邻两个所述路径段对应子线段的交点为圆心，所述偏移距离为半径做与相邻两个所述路径段相交的圆弧以将相邻两个所述路径段融合。

7.一种机器人，其特征在于，包括：

获取模块，所述获取模块用于基于至少一个传感器获取目标对象相对地面的平面数据，所述目标对象相对地面的平面数据为所述目标对象的三维轮廓在一定高度范围内相对地面的投影；

确定模块，所述确定模块用于根据所述平面数据确定所述目标对象的边界线，并根据所述边界线到所述机器人的距离按预设顺序连续地依次获取所述边界线上各点的坐标；

划分模块，所述划分模块用于根据所述边界线上各点的坐标将所述边界线划分为至少一个子线段；

处理模块，所述处理模块用于分别对至少一个所述子线段进行偏移以获得至少一个路径段；

融合模块，所述融合模块用于将至少一个所述路径段融合生成所述机器人的移动路径；

所述划分模块具体用于：

根据所述边界线上各点的坐标计算所述边界线上每个点的方向角；

确定所述边界线上相邻两个点之间的方向角差值大于角度阈值时所述相邻两个点之中的后一点为拐点；和

根据所述拐点将所述边界线划分为至少一个所述子线段。

8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、可读存储介质及存储在所述可读存储介质上并可在所述处理器上运行的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1-6任一项所述的机器人控制方法。

9.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质包括计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1-6任一项所述的机器人控制方法。

Images